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植物根系具有固定植物、吸收水分、摄取营养、调节土壤微生物等重要作用，具有重要的研究价值。但由于植物根系埋藏于地下，长期以来缺乏有效的研究工具和研究手段，与地上部研究相比，一直处于落后地位，已经成为植物表型组学研究的瓶颈！传统的研究方法主要采用洗根法，即将根系从土壤里取出，洗涤干净，然后通过扫描手段进行分析，然而这种方法需要大量的人力物力，并且破坏了根系结构，无法连续监测。

 

为了解决以上问题，法国农科院的科学家基于微根窗技术，集合自动传送技术、图像获取与分析以及大规模运算技术，创新的开发出一款高通量植物根系表型微根窗测量系统RhizoCab，配合专用根筒RhizoTube，从而实现了植物根系表型全自动、高通量、非损伤的长期监测，必将极大推动植物根系研究进展，为作物育种和精准农业服务。

 

功能特性

• 非损伤、长期监测植物根系生长变化
• 全自动、高通量测量
• 可以集成到植物表型平台
• 测量精度高，数据准确
• 单个RhizoTube可以承载1到6株植物
• 集成自动灌溉装置，保证所有植物生活条件一致

 

成像系统RhizoCab

RhizoCab是一个由铝合金和玻璃组成的成像室（W x D x H = 1.5 m x 1.5 m x 2.5 m），内部配有465 nm、525 nm和625 nm三组特殊LED光源，侧面固定一台高分辨率相机（蔡司50 mm f/2 Makro-Planar 镜头和Basler raL12288-8gm相机），该相机可以根据实验需求进行移动。当传送系统将RhizoTube送至位置后，利用自动旋转装置进行360°旋转，与此同时相机会对整个RhizoTube高度范围内进行成像，对于一个给定的波长，成像时间大约10秒。此外，您还可以将相机定焦于某个感兴趣的区域，以便获得更高分辨率的图像。

 

 

RhizoTube结构

RhizoTube包含一根透明的PAM外管和一根不锈钢内管，通过底部螺栓和顶部星形固定装置集成在一起，中间一层18 μm厚度的蓝色塑料薄膜，植物生长于膜与外管之间，该膜允许水分、营养液和微生物通过，并防止根系伸入基质内部。营养液通过顶部加入，渗入基质，直至充满整个内管与膜中间的区域，以备植物生长所需。通过一个特殊定制的底部平面基座（包含RFID识别标签），便可以将RhizoTube和传送带系统有机整合，实现全自动、高通量植物根系表型测量的目的。

 

 

央视对该技术的报道

 

如何往根筒RhizoTube中添加培养土/介质

 

应用实例

 

 

 

 

 

主要技术参数

• 根管直径：180 mm
• 有效高度：500 mm
• 总高度：540 mm，不带灌溉系统；565 mm，带灌溉系统
• 承载重量：8 kg
• 基质体积：8 L
• 根管材质：不锈钢304L – PMMA – HDPE
• 自动排水装置：有
• 膜材质：聚酰胺32μ
• 成像面积：8 cm2
• 重力灌溉系统：有
• 自动/手动遮蔽
• 平面底座，用于放置于传送带上

 

代表文献

Jeudy C, Adrian M, Baussard M, Bernard C, Bernaud E, Bourion V,Busset H, Cabrera-Bosquet L, Cointault F, Han S, Lamboeuf M, Moreau D, Pivato B, Prudent M, Trouvelot S, Truong HN, Vernoud V, Voisin AS, Wipf D and Salon C（2017）RhizoTubes as a new tool for high throughput imaging of plant root development and architecture: test, comparison with pot grown plants and validation, Plant Methods, 2016,https://doi.org/10.1186/s13007-016-0131-9